A sötét energia

Pali
Hozzászólások: 2
Csatlakozott: 2010.11.03. 14:05

A sötét energia

Hozzászólás Szerző: Pali » 2010.11.03. 14:23

Hello! Még új vagyok itt, szóval bocs, ha valami olyat kérdeznék, ami egy kis fájdalmas sóhajtásra ad okot, de szeretném tudni a választ arra a kérdésre, hogy mit tudunk eddig a sötét energiáról, azon kívül, hogy tágítja a kozmoszt. Igazából tudjuk, hogy energia lévén minek a terméke, ha egyáltalán a terméke valaminek? Vagy részecskékből áll? És ha igen, milyenekből? Egyáltalán vannak olyan jellemzői, mint hogy sűrűség vagy szerkezet? Mikortól fogva létezhet - a Nagy Bumm idején keletkezett, a térrel egyidőben, vagy csak később, amikor összeálltak az első atomok? Igazából az érdekel, hogy tudjuk-e a válaszokat ezekre a kérdésekre, és ha igen, mik azok. Tényleg bocs, ha valamiféle nagyon alapszíntű dolgot kérdeztem, de csak most kezdtem el aktívan érdeklődni a csillagászat és a kozmológia iránt.
Sirius
Hozzászólások: 482
Csatlakozott: 2009.09.14. 19:59

Re: A sötét energia

Hozzászólás Szerző: Sirius » 2010.11.03. 14:27

Az Univerzum tömegének 90%-a a láthatatlan tömeg és csak gravitációs ereje révén lehet kimutatni. Kisebb részben fekete lyukak, barna törpék, kis felületi fényességű csillagok stb. alkothatják; nagyobb része ismeretlen, a normál anyagtól eltérő formában van jelen.
attila dezső
Hozzászólások: 434
Csatlakozott: 2010.01.16. 18:12

Re: A sötét energia

Hozzászólás Szerző: attila dezső » 2010.11.03. 20:03

hm.. Én úgy tudom a jelenlegi tudásunk szerint 5 max 10% a normál anyag aránya. A sötét anyag/energia a fentmaradó rész 30/70 %-a. Ezekről a matériákról kb annyi a jelenlegi tudás, hogy "sötét". Kicsit bővebben a sötét anyagra a gravitációs hatásból következtetünk. Ennek egy része még lehet "barionos" tehát normál anyag. De csak egy kis része. A maradék azaz a nagyobb rész az valamiféle olyan, ami csak "gravitál". Ezek a dolgok pedig az "ősanyag" tehát a hidrogén, és hélium arányából következtethetők ki. A sötét energia pedig a gyorsuló tágulás oka lehet, azt pedig a távoli szupernovák távolságának megállapításából adódik.. Ha jól tudom..
dgy
Hozzászólások: 458
Csatlakozott: 2009.09.22. 15:00

Re: A sötét energia

Hozzászólás Szerző: dgy » 2010.11.03. 21:56

A "sötét energia" jelenlegi tudásunk szerint az Univerzum összanyagának mintegy 73 százalékát teszi ki (ez a szám egy-két százalékot változhat a közeljövő pontosabb mérései következtében). Valójában azt sem tudjuk, hogy valóban egy anyagfajtáról van szó, vagy azok a hatások, amiket neki tulajdonítanak, az Einstein által az általános relativitáselméletbe bevezetett "kozmológiai állandó" következményei. Ez az interpretáció egyelőre inkább tudományos divat kérdése. Korábban jobban szerettek mindenféle új természeti állandókat bevezetni, ma inkább az a trend, hogy az ilyen furcsa hatásokat egy-egy új, kevésbé ismert vagy teljesen hipotetikus anyagfajtának tulajdonítjuk. Természetesen ez csak addig marad így, amíg azt a bizonyos anyagfajtát laboratóriumi (pl gyorsítós) kísérletekben ki nem mutatják, vagy létezését megbízhatóan nem cáfolják. Mivel a "sötét energiáról" nagyon keveset tudunk, ilyen közvetlen kimutatásra jelenleg még tervek sem készülnek - szerintem ez a helyzet akár évtizedekig fennállhat.

Ha valóban egy új anyagfajtáról van szó, nagyon rossz, félrevezető név számára a "sötét energia". (Egyébként meg miért is kellene az akármilyen "energiának" valami más termékének lennie?) Ezért én jobban szeretem az anyagi mivoltra utaló "kvinteszencia" kifejezést. De ez már igazán csak egyéni ízlés, nyelvészkedés kérdése.

Ha létezik, a kvinteszencia igen különleges anyagfajta. Energiája pozitív (és ezzel hozzáadódik az egyéb anyagfajták képviselte energiasűrűséghez), nyomása azonban negatív (ezért okozza az Univerzum gyorsuló tágulását). Az általános relativitáselmélet szerint a testek gravitációs hatását nemcsak az objektumok tömege (tömegsűrűsége és energiasűrűsége), hanem néhány más fizikai mennyiség (pl impulzussűrűség, nyomó- és nyírófeszültség) is befolyásolja. E mennyiségek hatása normál (pl földi, laboratóriumi) körülmények között elhanyagolható a tömegsűrűség gravitáló hatásához képest, ezért laborban nem is tudjuk kimutatni, hogy pl egy forgó korong körül kicsit más a gravitációs tér, mint egy nem forgó körül, vagy hogy egy összenyomott szivacs gravitációs tere különbözik egy nem összenyomottétól. Speciális körülmények között azonban előfordulhat, hogy az említett fizikai mennyiségek gravitációs hatása összemérhető, esetleg nagyobb lesz, mint az egyszerű tömegsűrűségé.

Az egyes anyagfajtákra jellemző a nyomásuk és sűrűségük közti kapcsolatot leíró összefüggés, az ún. állapotegyenlet. Legismertebb példa a középiskolából ismert ideális gáz esete, ahol a nyomás arányos a sűrűséggel. Más anyagfajták esetén ez az összefüggés sokkal bonyolultabb lehet. Nos a feltételezett kvinteszencia esetében a nyomás egyforma nagyságú az energiasűrűséggel, de ellentétes előjelű, azaz negatív. Ez okozza furcsa viselkedését, antigravitációs, a Világegyetem tágulását gyorsító hatását.

Ilyen anyagot a laborból nem ismerünk. Ismeri viszont az elméleti fizika, régóta tanítjuk, mi több, vizsgáztatjuk a diákokat tulajdonságaiból. (Most jöttem egy speciális előadásról, ahol pont erről beszéltem két órát, sok képlettel...) Ez a szintén csak feltételezett anyag (amelynek létezésében azonban majdnem minden elméleti fizikus majdnem teljes biztonsággal hisz) az úgynevezett Higgs-mező. Azért hiszünk benne, mert azok az elméleti modellek, amelyekben szerepel, nagy pontossággal leírják az elemi részecskék számos fontos tulajdonságát, reakcióikat, átalakulásaikat stb. Eme anyag létezésének feltételezése nélkül nagyon nehéz lenne hasonlóan pontos és sikeres modellt összebarkácsolni. Az elmélet szerint ennek a Higgs-mezőnek (pontosabban a vele való kölcsönhatásnak) köszönhető a közönséges elemi részecskék tömegének létezése (ennek az elméletnek az alapjait egyébként 1950-ben Budapesten fektette le Novobátzky Károly és Marx György). A Higgs-mező létezésében természetesen csak akkor lehetünk véglegesen biztosak, ha a CERN nagy gyorsítójában jelenleg is folyó kísérletekben megtalálják e mező kvantumát, az ún. Higgs-részecskét is. Ez néhány hónapon (vagy legfeljebb néhány éven) belül várható.

A Higgs-mező létezésének és furcsa tulajdonságainak kozmológiai következményeire 1980-ban hívta fel a figyelmet két amerikai fizikus. Számításaik szerint e speciális anyag az Univerzum történetének egy korai fázisában domináns szerepre tett szert, és ez a Világegyetem (igen rövid ideig tartó) exponenciálisan gyorsuló tágulásához, hatalmas mértékű felfúvódásához vezetett. Ez a nevezetes "infláció". E modell - amellett, hogy ismét érdekes módon összekapcsolta a részecskefizika és a kozmológia tudományát - egyben a kozmológia néhány régóta megválaszolatlan kérdésére is - igen elegáns - megoldást adott. Ezért ma már ez a modell a standard kozmológiai modell elválaszthatatlan részeként szerepel.

Ismerünk tehát - legalábbis elméletileg - egy olyan anyagfajtát, amely az Univerzum exponenciálisan gyorsuló tágulását okozza. Amikor a kilencvenes évek végén - bizonyos fajtájú szupernovák távolsága és fényessége közti kapcsolatot vizsgálva - felfedezték, hogy a világ ma is gyorsulva (bár a hajdani inflációnál sok nagyságrenddel lassabban) tágul, természetesnek tűnt a gondolat, hogy ezt is ugyanaz az anyag, a Higgs-mező okozza, mint a régvolt inflációt. Igen ám, de az az infláció gyorsan véget ért, vulgárisan fogalmazva azért, mert "elfogyott" a gyorsulás "üzemanyaga", a Higgs-mező. Akkor honnan került most ismét elő? Maradt egy kicsi még az Univerzum hajnaláról? Vagy - és ez az általánosan elfogadott hipotézis - a mostani gyorsulást okozó anyag nem azonos a hajdani Higgs-mezővel, hanem egy másik, de azzal rokon anyagfajta. "Rokonon" most azt kell érteni, hogy hasonló egyenletek írják le tulajdonságaikat. Ez a hipotetikus anyag kapta a "kvinteszencia" nevet. A helyzet tehát érdekes: ezt az anyagot még senki sem látta, fogalmunk sincs, miből alakult ki, mivé alakul át, milyen kölcsönhatásban állhat a többi anyagfajtával, hogyan oszlik el a Világegyetemben (pl egyenletesen vagy csomósodva) - ennek ellenére ismerjük a rá vonatkozó egyenleteket (ma is felírtam őket a táblára), sőt olykor vizsgáztatunk belőle...

Persze ez csak hipotézis. Valósággá akkor válik, ha - pl további kozmológiai mérési eredmények hatására - konkrétabb modellek készülnek eme anyagfajta tulajdonságairól, egyebek között más anyagfajtákkal való kölcsönhatásairól, átalakulásairól. Ez vezethet el (szerintem néhány évtized múlva) laboratóriumi kimutatásához, tényleges felfedezéséhez is. És akkor majd össze lehet hasonlítani az elméleteket a kísérleti eredményekkel - nemcsak a kozmológiai, hanem a laboratóriumi adatokkal is.

Megkérdezhetjük persze, mi ez a furcsa "ismétlés", miért történik meg a természetben kétszer (esetleg többször is) az Univerzum tágulásának felgyorsulása, majd lelassulása, ráadásul ugyanazon tényező, egy ún skalármező (először a Higgs-mező, másodszor a kvinteszencia) hatására. Nem lenne sokkal szebb és kerekebb, de legalábbis izgalmasabb a világ, ha a mostani gyorsuló tágulást valami egészen más fajtájú anyag okozná, mint a korábbit? Ez persze megint csak esztétikai vélekedés, és nem befolyásolhatja a tudományos tényeket. De tények egyelőre nincsenek, addig lehet spekulálni. Ha majd a szaporodó kozmológiai mérési eredmények és az esetleges laboratóriumi adatok fényében többet és pontosabbat tudunk erről a furcsa új anyagfajtáról, akkor majd nem spekulálni kell, hanem a tényleges eredményekkel kell foglalkoznunk. Addig viszont meglódultak az agyvelők...

Egyebek közt azt is kispekulálták, hogy ha ez a mostani gyorsuló tágulást okozó anyag, a kvinteszencia nem azonos típusú az ismert Higgs-mezővel, akkor energiája és nyomása közti összefüggést egy más alakú állapotegyenlet írja le. És a fizikusok nagyon szeretnek különböző típusú elképzelt anyagokra vonatkozó furcsa állapotegyenleteket kitalálni. Kitaláltak pl egy olyan állapotegyenletet, amelynek engedelmeskedve a kvinteszencia nem exponenciálisan, hanem még annál is gyorsabban gyorsulva fújja fel a Világegyetemet. Olyannyira, hogy tetszőleges két pont közötti távolság véges idő alatt végtelenné válhat. (Ez persze nem holnap következik be, nem ettől kell féltenünk a magánnyugdíj-pénztári befektetésünket, de néhány száz milliárd év múlva élő utódaink már kezdhetnek aggódni... :) A tér bármely két bontja végtelen távol kerül egymástól. Maga a téridő szövete szakad szét, mint egy rossz nadrág... József Attila persze már ezt is megírta: "Látom, a törvény szövedéke/ mindig felfeslik valahol."

Ez persze csak az egyik lehetőség, ha a kvinteszencia valóban létezik, és éppen ennek az említett elméleti modellnek engedelmeskedik. Persze még van sok másik modell is (és naponta születnek újak). Egyelőre még azt sem tudjuk kizárni (bár egyre valószínűtlenebbnek látszik), hogy a kvinteszncia egyáltalán nem létezik, és a szupernovák távolságára vonatkozó mérések hibásak, rosszul interpretáljuk őket, vagy valami egészen más dolog magyarázza a furcsa eredményeket. Végső (?) választ csak a további kozmológiai megfigyelések, elméleti számítások és későbbi laboratóriumi kísérletek összehangolt folytatása adhat.

dgy
konan99
Hozzászólások: 22
Csatlakozott: 2010.11.02. 18:53

Re: A sötét energia

Hozzászólás Szerző: konan99 » 2010.11.04. 20:42

Hmmm... Nem tudom, nekem ez a sötét energi ez csak egy magyarázat arra amit nem ismerünk. Bár én nem nagyon tudom h mi az, de sztem az univerzumnak nem kell ilyen sötét energia ahhoz hogy táguljon.
Volt egy ősrobbanás, és ennyi elég. Pont elég energiája volt szerintem ahhoz h még ma is meg még tovább is táguljon... de majd utána nézek ennek a sötét anyagnak és megláttyuk:D
Franky
Hozzászólások: 221
Csatlakozott: 2010.05.30. 01:08

Re: A sötét energia

Hozzászólás Szerző: Franky » 2010.11.04. 21:14

Te Gyuri! És vajon honnan volt az energia az ősrobbanáshoz?
És vajon mekkora volt az energia mennyisége, ha anno abból egy pici pontból (szingularitásból) egy ilyen hatalmas univerzum született?

Szerinted mi kell az univerzumnak, hogy táguljon?

Te... és ha nem "láttyuk" meg? És ha a sötét energia benned van? :D

Összekarmolom magam, komolyan :lol:
Namost... Ez vagy valami, vagy megy valahová... Nem?
konan99
Hozzászólások: 22
Csatlakozott: 2010.11.02. 18:53

Re: A sötét energia

Hozzászólás Szerző: konan99 » 2010.11.05. 17:39

kedves Ottó!

:D
Nem tudom... nem is nagyon tudok válaszolni neked de megpróbálok. vagyis kérdezek... Van bizonyíték arra , hogy a sötét anyag létezik? Ha van ... Mi az? Mármint a bizonyíték. Szivesen elmélkednék egy csomó dolgon itt, csak nem vagyok biztos magamban, van pár elméletem gondolatom az univerzum tágulásáról, sőt méretéről is. csak nem vagyok biztos abban, hogy ezek, amiken gondolkodtam, és végeredményként kaptam valamit, ezek helyesek e...
Franky
Hozzászólások: 221
Csatlakozott: 2010.05.30. 01:08

Re: A sötét energia

Hozzászólás Szerző: Franky » 2010.11.05. 19:36

Kedves Gyuri!

Sajnos nem tudom a vezetékneved, én is úgy szólítanálak.
Nos, akinek a postjára reflektáltál elég khm... sajátos módon, nos... az az ember egy fizikus, méghozzá amennyire én meg tudom ítélni nem rosszabbik fajtából.

Biztos vagyok benne, hogy ha lenne ideje arra, hogy vitatkozzon veled, percek alatt meggyőzne, vagy az érveivel sarokba szorítana.

Bár világosan le van írva, hogy a sötét energia, és a sötét anyag létezése még nincs bizonyítva, csak különféle egyenletekkel van leírva az anyag különböző tulajdonsága, és hatása az őt körülvevő anyagokra. De ettől függetlenül "érdekes" volt olvasni, hogy "te majd utánanézel ennek a sötét anyagnak"...

Úgy hangzott, hogy az univerzum kapja gyorsan össze magát, és bizonyítsa ám be az a rohadt sötét anyag, hogy létezik, mert ha te utánanézel, és nem találsz semmit, akkor bizony fújhatja...

Hogyha úgy állsz a dologhoz, hogy érdekel a téma, és szeretnél vitatkozni, akkor természetesen megteheted, hiszen ez a fórum arra való, de az ilyen fajta "na majd én utánanézek" hozzáállással nem biztos, hogy sokan szívesen cserélnek veled eszmét.

Érted, amit le szerettem volna írni?
Namost... Ez vagy valami, vagy megy valahová... Nem?
konan99
Hozzászólások: 22
Csatlakozott: 2010.11.02. 18:53

Re: A sötét energia

Hozzászólás Szerző: konan99 » 2010.11.06. 19:18

nem azért mondtam hogy majd utánna nézek, mert én vagyok a nem tom ki... hanem mert egyenlőre nem vagyok jártas ebben a sötét energiában, és csak leirtam a véleményem, hogy szerintem nem kell ahhoz ilyen sötét energia hogy tágulhasson az univerzum. az hogy majd utánna nézek nem azt jelenti hogy majd én megmondom hogy van e vagy nincs. csak hogy többet tudjak hozzászolni a dologhoz ugy nézek utánna.
konan99
Hozzászólások: 22
Csatlakozott: 2010.11.02. 18:53

Re: A sötét energia

Hozzászólás Szerző: konan99 » 2010.11.06. 19:23

és neharaguggy hogy Ottónak szólitottalak kedves Ferenc:)
Válasz küldése

Vissza: “Elméleti kérdések”